一种三相交流电相序检测电路论文和设计-郭志峰

全文摘要

本实用新型公开了一种三相交流电相序检测电路，包括对三相交流电实时进行采样并移相处理的采样移相模块、对所述采样移相模块输出的三相相位是否相同进行判别的比较判断模块和对所述比较判断模块的输出信号进行调制的转换输出模块；所述转换输出模块输出CPU能够接受的相序正确与否的电平信号；所述采样移相模块、比较判断模块、转换输出模块依次顺序电性连接。本实用新型通过采样移相模块对三相交流电进行采样移相，经过比较判断模块对三相交流电相序是否正常给出结果，通过转换输出模块输出CPU能够接受的电平信号来识别相序，降低了CPU的运行负担及受干扰程度，显著提高了相序判断的正确性。

主设计要求

1.一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，包括对三相交流电实时进行采样并移相处理的采样移相模块、对所述采样移相模块输出的三相相位是否相同进行判别的比较判断模块和对所述比较判断模块的输出信号进行调制的转换输出模块；所述转换输出模块输出CPU能够接受的相序正确与否的电平信号；所述采样移相模块、比较判断模块、转换输出模块依次顺序电性连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述采样移相模块包括电阻R3、R8、R17、R18、R23、R27、R29、电容C3、C7、C10、C11、C17和变压器T1-T3。

3.根据权利要求2所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述变压器T1-T3初级绕组的第一端依次分别与三相交流电的LA、LB、LC相线连接；所述变压器T1-T3初级绕组的第二端均与三相交流电的零线连接；所述变压器T1-T3次级绕组的第二端均接地；所述变压器T1次级绕组的第一端与所述电容C3的第一端连接；所述电容C3的第二端与所述电阻R3的第一端连接；所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R8的第一端、所述电容C7的第一端连接；所述电阻R8的第二端、所述电容C7的第二端均接地；所述变压器T2次级绕组的第一端与所述电阻R17的第一端连接；所述电阻R17的第二端分别与所述电阻R18的第一端、所述电容C10的第一端连接；所述电阻R18的第二端分别与所述电阻R23的第一端、所述电容C11的第一端连接；所述电阻R23的第二端、所述电容C10-C11的第二端均接地；所述变压器T3次级绕组的第一端与所述电阻R27的第一端连接；所述电阻R27的第二端分别与所述电阻R29的第一端、所述电容C17的第一端连接；所述电阻R29的第二端、所述电容C17的第二端均接地。

4.根据权利要求2或者3所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述变压器T1-T3均为隔离采样用，初、次级绕组变比均为220:6。

5.根据权利要求4所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述电阻R3、电容C3组成向前120°的移相网络；所述电阻R17、电容C10组成向后120°的移相网络。

6.根据权利要求1所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述比较判断模块包括电阻R11、R15、R20、R21、电容C12、C14和集成电路U1。

7.根据权利要求6所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述集成电路U1的第4、6、10管脚均与同一电压参考信号连接；所述电阻R20的第一端分别与所述集成电路U1的第1、2、13管脚连接；所述电阻R20的第二端分别与所述电阻R15的第二端、所述电阻R21的第一端、所述电容C12的第一端连接；所述电阻R21的第二端分别与所述电阻R11的第一端、所述集成电路U1的第9管脚连接；所述集成电路U1的第14管脚分别与所述电阻R11的第二端、所述电容C14的第一端连接；所述集成电路U1的第8管脚、所述电容C14的第二端均接地；正15V电源分别与所述电阻R15的第一端、所述集成电路U1的第3管脚连接；负15V电源分别与所述电容C12的第二端、所述集成电路U1的第12管脚连接。

8.根据权利要求6或者7所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述集成电路U1的型号为LM339A。

9.根据权利要求1所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述转换输出模块包括电阻R16、R22、电容C13和二极管D4-D5。

10.根据权利要求9所述的一种三相交流电相序检测电路，其特征在于，所述电阻R22的第二端分别与所述二极管D4-D5的负极连接；所述二极管D4的正极分别与所述电阻R16的第二端、所述电容C13的第一端、PHASE端连接；所述二极管D5的正极、所述电容C13的第二端均接地；正3.3V电源与所述电阻R16的第一端连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及到交流相序判断技术领域，尤其涉及到一种三相交流电相序检测电路。

背景技术

三相交流电分为A相B相C相，其中B相超前C相120度，A相滞后C相120度。工程接线时一旦相序接错时，对负载有较为严重的影响，譬如三相电机型负载会造成电机由正转变成反转，再譬如针对三相输入的电源，很可能造成电源无法正常工作。

目前检测三相相序错误的主要方法是通过CPU系统编制相应软件来采样三相输入电压，得到三相电压的超前滞后关系从而判断出相序是否正确，然后给出相应的声光电信号。该方法电路元器件较多，CPU运算负担较大，同时由于CPU系统属于弱点系统，对三相的强电进行检测判断，容易受到电磁干扰，造成判断结果错误。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种三相交流电相序检测电路,解决的上述问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种三相交流电相序检测电路，包括对三相交流电实时进行采样并移相处理的采样移相模块、对所述采样移相模块输出的三相相位是否相同进行判别的比较判断模块和对所述比较判断模块的输出信号进行调制的转换输出模块；所述转换输出模块输出CPU能够接受的相序正确与否的电平信号；所述采样移相模块、比较判断模块、转换输出模块依次顺序电性连接。

优选的技术方案，所述采样移相模块包括电阻R3、R8、R17、R18、R23、R27、R29、电容C3、C7、C10、C11、C17和变压器T1-T3。

优选的技术方案，所述变压器T1-T3初级绕组的第一端依次分别与三相交流电的LA、LB、LC相线连接；所述变压器T1-T3初级绕组的第二端均与三相交流电的零线连接；所述变压器T1-T3次级绕组的第二端均接地；所述变压器T1次级绕组的第一端与所述电容C3的第一端连接；所述电容C3的第二端与所述电阻R3的第一端连接；所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R8的第一端、所述电容C7的第一端连接；所述电阻R8的第二端、所述电容C7的第二端均接地；所述变压器T2次级绕组的第一端与所述电阻R17的第一端连接；所述电阻R17的第二端分别与所述电阻R18的第一端、所述电容C10的第一端连接；所述电阻R18的第二端分别与所述电阻R23的第一端、所述电容C11的第一端连接；所述电阻R23的第二端、所述电容C10-C11的第二端均接地；所述变压器T3次级绕组的第一端与所述电阻R27的第一端连接；所述电阻R27的第二端分别与所述电阻R29的第一端、所述电容C17的第一端连接；所述电阻R29的第二端、所述电容C17的第二端均接地。

优选的技术方案，所述变压器T1-T3均为隔离采样用，初、次级绕组变比均为220:6。

优选的技术方案，所述电阻R3、电容C3组成向前120°的移相网络；所述电阻R17、电容C10组成向后120°的移相网络。

优选的技术方案，所述比较判断模块包括电阻R11、R15、R20、R21、电容C12、C14和集成电路U1。

优选的技术方案，所述集成电路U1的第4、6、10管脚均与同一电压参考信号连接；所述电阻R20的第一端分别与所述集成电路U1的第1、2、13管脚连接；所述电阻R20的第二端分别与所述电阻R15的第二端、所述电阻R21的第一端、所述电容C12的第一端连接；所述电阻R21的第二端分别与所述电阻R11的第一端、所述集成电路U1的第9管脚连接；所述集成电路U1的第14管脚分别与所述电阻R11的第二端、所述电容C14的第一端连接；所述集成电路U1的第8管脚、所述电容C14的第二端均接地；正15V电源分别与所述电阻R15的第一端、所述集成电路U1的第3管脚连接；负15V电源分别与所述电容C12的第二端、所述集成电路U1的第12管脚连接。

优选的技术方案，所述集成电路U1的型号为LM339A。

优选的技术方案，所述转换输出模块包括电阻R16、R22、电容C13和二极管D4-D5。

优选的技术方案，所述电阻R22的第二端分别与所述二极管D4-D5的负极连接；所述二极管D4的正极分别与所述电阻R16的第二端、所述电容C13的第一端、PHASE端连接；所述二极管D5的正极、所述电容C13的第二端均接地；正3.3V电源与所述电阻R16的第一端连接。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型通过采样移相模块对三相交流电进行采样移相，经过比较判断模块对三相交流电相序是否正常给出结果，通过转换输出模块输出CPU能够接受的电平信号来识别相序，降低了CPU的运行负担及受干扰程度，显著提高了相序判断的正确性；电路结构精简，所使用的元器件数量较少且极为常见，具有较好的应用前景。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种三相交流电相序检测电路原理框图；

图2为本实用新型的一种三相交流电相序检测电路电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

如图1-2所示，本实用新型的一个实施例是：

所述采样移相模块包括电阻R3、R8、R17、R18、R23、R27、R29、电容C3、C7、C10、C11、C17和变压器T1-T3；

所述变压器T1-T3初级绕组的第一端依次分别与三相交流电的LA、LB、LC相线连接；所述变压器T1-T3初级绕组的第二端均与三相交流电的零线连接；所述变压器T1-T3次级绕组的第二端均接地；所述变压器T1次级绕组的第一端与所述电容C3的第一端连接；所述电容C3的第二端与所述电阻R3的第一端连接；所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R8的第一端、所述电容C7的第一端连接；所述电阻R8的第二端、所述电容C7的第二端均接地；所述变压器T2次级绕组的第一端与所述电阻R17的第一端连接；所述电阻R17的第二端分别与所述电阻R18的第一端、所述电容C10的第一端连接；所述电阻R18的第二端分别与所述电阻R23的第一端、所述电容C11的第一端连接；所述电阻R23的第二端、所述电容C10-C11的第二端均接地；所述变压器T3次级绕组的第一端与所述电阻R27的第一端连接；所述电阻R27的第二端分别与所述电阻R29的第一端、所述电容C17的第一端连接；所述电阻R29的第二端、所述电容C17的第二端均接地；

所述变压器T1-T3均为隔离采样用，初、次级绕组变比均为220:6；所述电阻R3、电容C3组成向前120°的移相网络；所述电阻R17、电容C10组成向后120°的移相网络。

所述比较判断模块包括电阻R11、R15、R20、R21、电容C12、C14和集成电路U1；

所述集成电路U1的第5、7、11管脚依次分别与所述电容C7、C11、C17的第一端连接；

所述集成电路U1的第4、6、10管脚均与同一电压参考信号连接；所述电阻R20的第一端分别与所述集成电路U1的第1、2、13管脚连接；所述电阻R20的第二端分别与所述电阻R15的第二端、所述电阻R21的第一端、所述电容C12的第一端连接；所述电阻R21的第二端分别与所述电阻R11的第一端、所述集成电路U1的第9管脚连接；所述集成电路U1的第14管脚分别与所述电阻R11的第二端、所述电容C14的第一端连接；所述集成电路U1的第8管脚、所述电容C14的第二端均接地；正15V电源分别与所述电阻R15的第一端、所述集成电路U1的第3管脚连接；负15V电源分别与所述电容C12的第二端、所述集成电路U1的第12管脚连接；

所述集成电路U1的型号为LM339A。

所述转换输出模块包括电阻R16、R22、电容C13和二极管D4-D5；

所述电阻R22的第一端与所述电容C14的第一端连接；

所述电阻R22的第二端分别与所述二极管D4-D5的负极连接；所述二极管D4的正极分别与所述电阻R16的第二端、所述电容C13的第一端、PHASE端连接；所述二极管D5的正极、所述电容C13的第二端均接地；正3.3V电源与所述电阻R16的第一端连接；

所述PHASE端用于输出三相交流相序正确与否的高低电平信号到CPU的控制脚。

本实用新型的工作原理：

根据B相超前C相120度，A相滞后C相120度这一原则，以C相为基准，A相对应的交流电INA通过C3,R3组成的移相网络，向前移相120度，连到过零比较器U1A的5脚。B相对应的交流电INB通过R17,C10组成的移相网络，向后移相120度，连到过零比较器U1B的7脚。C相对应的交流电INC通过不经过移相网络，连到过零比较器U1D的11脚。这样，三相相序正确时，连到三个过零比较器单元正级输出端的信号相位就是一样，没有相位差，那么比较器输出端1、2、13就得到三相占空比为50％，相位一致的方波信号，比较器输出端1、2、13连接到了一起，输出信号就是一个占空比为50％的方波信号；三相相序错误时比较器输出端1、2、13连接到一起的输出信号就是占空比远远小于50％的方波信号。R20，R15，C12组成电容充放电电路，比较器输出端1、2、13输出方波信号连接到该充放电电路，当方波信号占空比为50％左右时，电容C12两端电压为正电压，当方波信号占空比远远小于50％左右时，电容C12两端电压为负电压。比较器U1D组成的是过零比较电路，电容C12两端电压连接到比较器U1D的正极输入端，电容C12两端电压为正时比较器U1D输出端14为高电平，电容C12两端电压为负时比较器U1D输出端14为低电平，经过二极管D4，D5将这一高低电平传送个PAHSE，即CPU的一个控制脚。

CPU系统通过检测PAHSE这一信号的电平就可判断出相序的是否正确，当检测到PAHSE为高电平时，三相相序正确，当检测到PAHSE为低电平时，三相相序错误。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

设计图

一种三相交流电相序检测电路论文和设计

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